机（jī）械粘（zhān）砂又称为金属液渗透粘砂，是由液态金属（shǔ）或金属氧化物（wù）通过毛（máo）细管（guǎn）渗透或（huò）气相渗透方式（shì）钻入型腔表面砂粒间隙，在（zài）铸（zhù）件（jiàn）表面形成的金属和砂粒机械混合的粘附（fù）层。清（qīng）铲粘砂层时（shí）可见金属光泽。机械粘砂表面呈海（hǎi）绵状，牢固（gù）地（dì）粘附（fù）在（zài）铸件表面，多发生在砂型和砂芯表面受（shòu）热作用强烈及砂型紧实（shí）度低（dī）的部位，如浇（jiāo）冒口附近、铸件厚大截面、内角和凹槽（cáo）处。

机械粘砂不仅影响铸造（zào）铸件的外观（guān）质量，甚至（zhì）引起报（bào）废，因此对铸件的机械粘砂（shā）必须引起足（zú）够的重视，以提高产品成品率。笔者结合多年的（de）生产实（shí）践经验（yàn）并参阅有关资料，谈谈铸件（jiàn）机械粘砂的产生原因及其（qí）防止（zhǐ）措施。

1、铸（zhù）件和模样设计

如果铸件和模样的结构会使砂（shā）型（xíng）具（jù）有尖角、悬伸或突（tū）出的（de）形状，或具有扁薄的（de）砂台或砂芯，则这种设（shè）计（jì）会促进机（jī）械（xiè）粘砂产生。因为这类结构的铸件会使砂型、砂芯局部热量（liàng）集中，其正常的性能受到（dào）破坏（huài），砂型、砂芯（xīn）表面（miàn）提前（qián）溃散，熔融金（jīn）属或金属氧化（huà）物易于渗入而产生机械粘砂。对此，可在（zài）热量集中的（de）部位（wèi）采用（yòng）特殊砂型，如锆砂（shā）或（huò）橄榄（lǎn）石砂（shā），以提高（gāo）其长（zhǎng）时间受（shòu）热或受高温（wēn）辐照（zhào）的能力。 

2、模样（yàng）

 (1)模样的工艺（yì）设计（jì）不良，使（shǐ）砂型（xíng）舂不紧实或紧实度不匀（yún），会造成型腔表面粗糙或疏松，对（duì）产生（shēng）机（jī）械粘砂有直接影响。模样的工艺设计（jì）常出现以下错误： 

一是分模面选择不（bú）当，致使上型过高（gāo），或在砂型中形成很深的型腔。 

二是模（mó）样在模底（dǐ）板上的位置布置不当（dāng），使凹陷（xiàn）处难于舂实（shí），这可能是由于模样距（jù）箱壁太近，或模样排列过密所致（zhì）。由于模样排列过于（yú）拥挤，会引起铸件产生（shēng）胀砂，即（jí）使没（méi）有明显的胀（zhàng）砂，也（yě）会发（fā）生（shēng）机械粘砂。由（yóu）于产生（shēng）缺陷的（de）根源相（xiàng）同，机械粘砂和胀砂会出现在（zài）同一个铸件上。 

三是直浇道、冒口和横浇道的位置布置不当（dāng），会出现不易舂实的凹陷部位（wèi），这与浇冒口系统的布局（jú）有关。 

四（sì）是起模斜度<1.5°时，即使整个砂型的（de）紧（jǐn）实度合适，也（yě）会（huì）使砂型表面撕裂，易于使金属或（huò）金（jīn）属氧化物渗（shèn）入。 

 (2)模样的工艺结（jié）构不（bú）良，导致金属液静压力过高。由于静压力的增高，砂型的（de）负（fù）荷（hé）也就（jiù）加重，因此需（xū）要采用特殊的砂（shā）型或更紧实（shí）的造型方法（fǎ），以抵（dǐ）挡（dǎng）金属液对砂型的渗透（tòu）压力。 

3、砂箱

砂（shā）箱的（de）设计（jì）及构造不（bú）合理，致使砂型紧实度不匀或舂砂过软。 

产生这些问题（tí）的一般原因如下： 

 (1)箱带的位置不当，妨碍某些（xiē）凹陷部（bù）位（wèi）的舂实，因而导致砂（shā）型局部过软，引起胀砂或机（jī）械（xiè）粘砂。 

 (2)因（yīn）砂箱太小造成舂砂（shā）不实。 

 (3)箱带位置不当，使直浇道和冒口不能放（fàng）在合（hé）适的（de）位置上，以（yǐ）致冒（mào）口或直浇（jiāo）道与模样间的型（xíng）砂舂（chōng）不紧实。又因该（gāi）处必（bì）然造成（chéng）热量（liàng）集中，使机械（xiè）粘砂更为严重。因此，如直（zhí）浇道（dào）或冒口的位（wèi）置不能改（gǎi）变，则（zé）必须（xū）将箱带割去一块（kuài）或整个去掉。 

 (4)上箱过高（gāo）。机械粘砂通常与型腔表面的（de）抗渗透（tòu）能（néng）力及金属液的静（jìng）压（yā）力有关，金（jīn）属液压力的大（dà）小（xiǎo），与金属（shǔ）的密度和上箱高度有关。如从铸件补缩需（xū）要出发，上（shàng）箱应有一定高度，但型砂性能也（yě）一定（dìng）要（yào）随（suí）之加以（yǐ）改善。 

4、浇（jiāo）冒口系统

 (1)浇冒（mào）口的位置（zhì）不当导致砂型局部过热，从而促使型腔表面过早（zǎo）毁坏，金属液或在高温下形成的金属氧化（huà）物就更容易渗入型腔表面。 

这类情况较典型的例子有（yǒu）下列几种（zhǒng）: 

第yi，直浇道或（huò）冒口距型（xíng）面过（guò）近，形成（chéng）一（yī）个热节区，这一热节区的砂型如未舂实，则机械粘（zhān）砂缺陷就会十分严重。 

第二，在一定的型腔表面上流（liú）过的金属液过多，会把（bǎ）型面加热到足（zú）以毁坏的程度。如果型腔（qiāng）中初期凝固的硬壳被后来（lái）流入的金（jīn）属液重（chóng）熔，则粘砂就更为（wéi）严重。 

第三，在浇注（zhù）时，凡能造成金属液压力过高的（de）任何因素，均可能导致铸件产生机械粘砂（shā）。当金（jīn）属液不仅压力高，而且温度也高（gāo）时，情况尤为（wéi）严重（chóng）。 

 (2)直浇道、横（héng）浇道和内浇（jiāo）道（dào）的截面比例不当，使金属液在浇注时不断受到（dào）氧化，增加了金属（shǔ）氧（yǎng）化（huà）物的（de）数量，并导致对型砂的助熔作（zuò）用。在浇注过程（chéng）中，浇注系统（tǒng）应始（shǐ）终充满金属液，否则，在浇注系统中的任何部位均能使（shǐ）金属（shǔ）液受（shòu）到氧化。 

 (3)冒口颈尺（chǐ）寸过大，将造成其周围型砂过热，这是一个较为普（pǔ）遍的问题。这一（yī）问题常是由于冒（mào）口颈太长（zhǎng）引起的，为了使冒口颈中金属液（yè）不致过早凝固，就不得不（bú）加大颈部尺寸。如果因为冒口（kǒu）颈设计不当导致（zhì）补缩不到，那么（me）zui好是缩短冒口颈，以防（fáng）止凝固，而（ér）不是加大（dà）其尺寸。尺寸较小的冒口颈（jǐng），可以减少砂型受热。 

 (4)浇口杯或直浇道设计不当，以（yǐ）致浇注（zhù）时卷入空气造（zào）成金属液氧（yǎng）化，这通常是由于湍流（liú）引起（qǐ）的，随着金属液表（biǎo）面氧化膜的不断积累会引起机械（xiè）粘砂。 

5、型砂（shā）

 (1)原砂粒度分布不均匀，会造成砂型紧（jǐn）实度低（dī），原砂（shā）的粒度分布对砂（shā）型的zui大紧（jǐn）实度有直接（jiē）影响。 

 (2)型砂的流动性和成型性差（chà）。 

 (3)壳型砂上树脂的（de）覆（fù）膜太薄，会使型壳的局部强度降低和局（jú）部砂粒（lì）未被树（shù）脂覆盖，往往由于这种简单的原因，使铸件（jiàn）发生机械（xiè）粘（zhān）砂（shā）。 

 (4)铸型的透（tòu）气性过高，这（zhè）是型砂颗粒太（tài）粗的另（lìng）一种反（fǎn）映。透气性和紧实度是相互影响（xiǎng）的两个因素。紧（jǐn）实度低则透气性好，反之亦然（rán）。 

 (5)型砂中碳素材料或脱氧物质不足，会产（chǎn）生（shēng）过多的金属（shǔ）氧化物（wù），使氧化物湿（shī）润砂（shā）粒（lì）而易于渗入。 

6、制芯

 (1)未刷涂（tú）料砂芯的（de）砂粒太粗或粒度分布不佳（jiā），与（yǔ）原砂粒度分布不均匀一样，对产生机械粘砂（shā）有影响。 

 (2)砂芯（xīn）未舂实，与砂型未舂实的性质一样，对机械粘砂有重大影响（xiǎng）。 

 (3)砂芯表面粗糙或多（duō）孔，会引起机械（xiè）粘砂（shā）。熔融金（jīn）属（shǔ）或金（jīn）属（shǔ）氧化物浸润了（le）这种粗（cū）糙（cāo）的或多孔的表面后就会渗入砂芯。 

 (4)砂（shā）芯在（zài）储（chǔ）存（cún）期间吸湿。对砂芯来说，水分过多更为麻烦（fán）。因为砂（shā）芯（xīn）水分过（guò）多不易察觉。有的砂芯看上去像（xiàng）是干（gàn）的，但实际上其（qí）水分仍然（rán）很高。 

 (5)砂芯在搬运时操作不慎，或在涂（tú）料尚（shàng）处于湿态时搬运而招（zhāo）致破损或擦伤涂层。其后果是造成砂芯（xīn）上的涂料不够，以（yǐ）致不（bú）能阻止金属或金属氧化物渗入（rù）砂芯（xīn）。涂料破损处就好像在砂（shā）芯上（shàng）开了一个（gè）出气孔一样，造成金（jīn）属液沸腾而（ér）产生（shēng）机械粘砂。 

 (6)砂（shā）芯涂料浸入太浅（qiǎn），会（huì）直接引起机械粘砂。 

 (7)砂芯涂料的高温强（qiáng）度（dù）低。由于涂料中的粘土不足，或（huò）是溶（róng）剂太多，以致粘结剂含量减（jiǎn）少，造成涂（tú）料高温强度降低（dī）而引（yǐn）起机（jī）械（xiè）粘砂。 

 (8)芯砂混制不良，使（shǐ）砂芯个别部位强（qiáng）度过低，在浇注时造成崩落，因而产生机械粘砂。 

 (9)砂芯清扫和修（xiū）整不良（liáng）时，会（huì）直接造成（chéng）机械粘砂。对砂芯加强（qiáng）检验，这类（lèi）缺陷是（shì）应（yīng）该能够避免的。 

 (10)砂芯（xīn）在浸、喷涂料后（hòu）未再次（cì）烘干（gàn）。与砂芯在砂型（xíng）中吸湿返潮一样，涂层（céng）不干极（jí）易发生剥落与掉皮。 

 (11)芯盒不干净，会使（shǐ）芯（xīn）砂粘（zhān）附在（zài）芯（xīn）盒（hé）上（shàng），造成砂芯表面粗糙。质量（liàng）优良的（de）砂芯有致密的表面层（céng），芯盒不干净就（jiù）得（dé）不（bú）到具有致密表面层的优质砂芯。 

7、造型

 (1)舂砂松软和（hé）紧实度不均匀（yún）。在大多（duō）数情况下，舂砂（shā）紧实和紧实度均匀同样重（chóng）要。然而，有时紧实度不均匀比砂型整体（tǐ）松软（ruǎn）的危害更（gèng）大。 

 (2)砂型修补不良。砂型修（xiū）补（bǔ）面粗糙（cāo）疏松，会引起机械粘砂;修型过度或修补（bǔ）部位水分过高，也会造成（chéng）金属液沸（fèi）腾而引（yǐn）起机械粘砂。 

 (3)补砂不良的部位毛糙、疏松，会（huì）发生机械（xiè）粘（zhān）砂。 

 (4)砂型涂料（liào）不匀或不（bú）足。 

 (5)表干型的涂料干（gàn）燥不（bú）匀或未充分（fèn）烘干。 

 (6)脱模液（yè）用量过多会削弱砂型表面强度（dù），促成金属液沸腾而产生铸件机械粘砂。 

 (7)砂型涂料的波美度太低，涂料（liào）就（jiù）会被（bèi）砂型吸入，因而发（fā）生涂料（liào）掉（diào）皮、掉屑或剥落而造成机（jī）械粘（zhān）砂（shā）。 

 (8)模样表（biǎo）面覆盖的面砂量不足（zú），这是常见的操作疏忽。 

 (9)冷热（rè）材料(砂芯（xīn）、砂型、芯撑、冷铁等)接触到一起。冷热材料相遇，会使水（shuǐ）分凝聚。水分能引起沸腾型机械（xiè）粘砂，同时（shí）大幅增加氧化物的生（shēng）成速度，随（suí）后便会发（fā）生金属氧化物的渗入。这是产生机械粘砂的（de）一般原（yuán）因，也是高压造型产生机械粘砂（shā）的主要原因。 

8、金属成分

 (1)易于（yú）形成流动性好的金（jīn）属（shǔ）氧化物（wù），流动性好的金属比表（biǎo）面张力高或粘稠的金属更容易引起机（jī）械粘砂。 

 (2)合（hé）金中含有低熔点成分，如铅青（qīng）铜（tóng）中（zhōng）的铅（qiān）就容易（yì）引（yǐn）起机（jī）械粘（zhān）砂。因（yīn）为铅比母体金属温度还低很多时仍然处于（yú）流（liú）动状（zhuàng）态。 

 (3)需要高（gāo）温浇注的合（hé）金（jīn）。由于合金流动性（xìng）好，容易产生机械粘（zhān）砂（shā）。此（cǐ）外，因浇注温度高，加速（sù）了氧化物的生（shēng）成速度，故更（gèng）具有形（xíng）成氧化（huà）性机械粘砂的（de）倾（qīng）向。 

9、浇注

 (1)浇注温度过高时，不但（dàn）会使金属液流（liú）动性（xìng）提高（gāo），还会（huì）使（shǐ）金（jīn）属液迅速氧化，因而加速了氧化性（xìng）机械粘砂的发生。 

 (2)浇包抬得过（guò）高和上箱（xiāng）过高一样，会（huì）形（xíng）成（chéng）过高的（de）金属压头，促使金属或（huò）金属（shǔ）氧化物进入砂型的（de）孔隙中（zhōng）。